JP2005253576A

JP2005253576A - 眼科装置

Info

Publication number: JP2005253576A
Application number: JP2004067109A
Authority: JP
Inventors: Seinosuke Mizuno; 征之助水野; Yusaku Ito; 優作伊藤
Original assignee: Tomey Corp
Current assignee: Tomey Corp
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】正確なピント調整なしで角膜厚さを正確に測定する。
【解決手段】光源１２からの光をスリット光として、被検眼Ｅの角膜に向けて斜めから照明する照明光学系１０と、被検眼Ｅの角膜表面Ｔ及び角膜内皮面Ｎで反射された反射光による反射像を撮影する撮影光学系２０と、撮影光学系２０で撮影される反射像から角膜厚さを演算する手段５２を備える。撮影光学系２０は、２つの凸レンズ２２，２６と、それら２つの凸レンズ２２，２６間に配置された絞り２４と、凸レンズ２６を透過した反射光を撮影する撮影素子３２を有する。そして、凸レンズ２２から絞り２４までの距離が凸レンズ２２の焦点距離ｆ_１と略同一となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検眼の角膜の状態（例えば、角膜厚さ、角膜内皮細胞等）を検査する眼科装置に関する。

被検眼の角膜の状態を検査する装置としては、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に開示された眼科装置では、光源からの照明光がスリットを介して被検眼の角膜に向けて斜めから照明される。被検眼の角膜表面及び角膜裏面（角膜内皮面）で反射された反射光は、合焦状態検知センサ（ラインセンサ）によって観測される。そして、ラインセンサで観測された角膜表面と角膜裏面の間隔（すなわち、角膜厚さ）から演算する。
特開平６−３２７６３４号公報

特許文献１の眼科装置は、ラインセンサで検出される角膜表面と角膜内皮面の間隔から角膜厚さを測定する。このため、角膜厚さを正確に測定するためには、被検眼からの反射像がラインセンサ上の正確な位置で正確に結像しなければならない（すなわち、正確な合焦検出を行わなければならない）。しかしながら、ピント調整は検査者によって行われることから、正確なピント調整を常に行うことは困難である。したがって、検査毎に測定値がばらつき、角膜厚さを正確に測定できないという問題があった。

本発明は、上述した実情に鑑みなされたものであり、その目的は、正確な合焦検出を行わなくても、角膜厚さを正確に測定することができる眼科装置を提供することである。

本願に係る眼科装置は、光源からの光をスリット光として、被検眼の角膜に向けて斜めから照明する照明光学系と、前記被検眼の角膜表面及び角膜内皮面で反射された反射光による反射像を撮影する撮影光学系と、撮影光学系で撮影される反射像から角膜厚さを演算する手段と、を備える。この撮影光学系は、前記照明光学系に対し略鏡面反射関係となるように配置された２つの凸レンズと、それら２つの凸レンズ間に配置された絞りと、２つの凸レンズ及び絞りを透過した反射光を撮影する撮影手段とを有する。そして、被検眼側の凸レンズから絞りまでの距離が被検眼側の凸レンズの焦点距離と略同一となるように調整されている。

この眼科装置では、照明光学系によって被検眼の角膜に向けて斜めからスリット光が照明される。角膜で反射された反射光は、まず、被検眼側の凸レンズを透過する。被検眼側の凸レンズを透過した光は、絞りを介して他方の凸レンズを透過する。他方の凸レンズを透過した光は撮影手段によって撮影され、その撮影された反射像から角膜厚さが演算される。
ここで、被検眼側の凸レンズと絞りとの距離は、被検眼側の凸レンズの焦点距離と略同一とされる。このため、被検眼側の凸レンズに略垂直に入射した平行光だけが絞りを通過し、撮影手段によって撮影される。したがって、被検眼がピント位置から前後にずれたとしても、撮影手段で観察される角膜表面と角膜内皮面の間隔は変化しない。角膜厚さは撮影手段で撮影される反射像から演算されるため、撮影手段で観察される角膜表面と角膜内皮面の間隔が変化しないのであれば、演算で得られる角膜厚さも変化しない。したがって、この眼科装置によると、正確なピント調整を行わなくても、正確にピント調整を行ったときと同一の測定結果を得ることができる。
なお、ここでいう「凸レンズ」には、複数枚のレンズを組合せて１つの凸レンズとして機能するものも含まれる。

上記眼科装置では、さらに、前記絞りから撮影手段側の凸レンズまでの距離が撮影手段側の凸レンズの焦点距離と略同一となるように調整されていることが好ましい。
このような構成によると、撮影手段側の凸レンズを透過した光は平行光となり、この平行光が撮影手段によって撮影される。したがって、例えば、撮影手段を可動としてピント出し機能を有するものである場合、撮影手段側の凸レンズと撮影手段との位置関係が一定でなくても、撮影手段で撮影される反射像の大きさは同一となり、角膜厚さを正確に演算することができる。

また、上記眼科装置において、撮影手段によって角膜表面スリット像及び角膜内皮スリット像を同時に撮影すると、角膜表面から反射される反射光の光量と、角膜内皮細胞から反射される反射光の光量との差が大きくなりすぎ、両者の反射像を明瞭に撮影できない可能性がある。このため、上記眼科装置の撮影光学系は、さらに、角膜表面から反射される反射光の光量を減衰させる光量減衰手段を有することが好ましい。
このような構成によると、角膜表面から反射される反射光の光量が少なくなり、角膜表面からの反射像と角膜内皮細胞の像とを同時に撮影することができる。また、このような構成によると、角膜厚さの演算のための画像撮影と角膜内皮細胞の撮影が単一の撮影手段で行うことができるため、眼科装置の光学系を簡易な構成とすることができる。

以下、本願に係る眼科装置を実施するための最良の形態を列記する。
（形態１）被検眼に対して略鏡面反射関係となるように照明光学系と撮影光学系が配設される。照明光学系は、光源と、光源の光をスリット光とするスリットと、スリット光を被検眼の所定の位置に集光する投光レンズ（凸レンズ）を備える。撮影光学系は、被検眼からの反射光を透過する２つの凸レンズ群と、２つの凸レンズ群の間に配置された絞りと、これらを通過した反射光を撮影する撮影素子（ＣＣＤ）を備える。
（形態２）撮影光学系の２つの凸レンズ群の焦点距離はそれぞれｆ_１，ｆ_２である。２つの凸レンズ群の間の距離は（ｆ_１＋ｆ_２）となるように調整されている。また、被検眼側の凸レンズ群（焦点距離ｆ_１）から絞りまでの距離はｆ_１となるように調整されている。したがって、撮影素子側の凸レンズ群（焦点距離ｆ_２）から絞りまでの距離はｆ_２となる。
（形態３）撮影素子の受光面上の所定領域には光量減衰部材が配される。光量減衰部材は、角膜表面及び角膜内皮面近傍から反射される反射光を受光する領域に配される。

以下、本発明の一実施例に係る眼科装置について図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施例に係る眼科装置の光学系の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施例に係る眼科装置は、被検眼Ｅの角膜Ｃ（正確には、角膜内皮面Ｎ）に対して略鏡面反射関係の位置に配置された照明光学系１０と撮影光学系２０を備える。

照明光学系１０は、被検眼Ｅの角膜Ｃに対して斜め方向に配置された照明用光源１２を備える。照明用光源１２と被検眼Ｅとを結ぶ光軸Ｏ_１上には、コンデンサーレンズ１４、スリット１６及び投光レンズ１８が配置される。したがって、照明用光源１２から出射した光は、まず、コンデンサーレンズ１４を透過し、スリット１６によってスリット光とされる。スリット１６を通過した光は、投光レンズ１８によって集光され、皮検眼Ｅの角膜Ｃに向けて斜め方向から照射される。角膜Ｃに照射された光は、角膜Ｃをその表面Ｔから内部に向かって横切るよう照明する。

撮影光学系２０は、被検眼Ｅの角膜内皮面Ｎで反射された反射光ｂの光軸Ｏ_３上に配置された２つの凸レンズ群２２，２６と、凸レンズ群２２，２６間に配置された絞り２４を有する。図中、凸レンズ群２２，２６は１枚のレンズで図示されているが、本実施例では複数枚のレンズにより構成されている。
また、撮影光学系２０には、凸レンズ群２６を透過した反射光を撮影素子（例えば、ＣＣＤ）３２に導くためのミラー２８及び特殊ミラー３０を備える。特殊ミラー３０の上面は反射面となっており、被検眼Ｅの角膜厚測定及び角膜内皮細胞の撮影時に照明用光源１２から照射される光（波長５００〜６００ｎｍ）を反射する。一方、特殊ミラー３０の下面は波長７００ｎｍ以上の光は透過し、波長７００ｎｍ以下の光を反射する。したがって、被検眼Ｅの前眼部観察時に被検眼Ｅに照射される光（波長７００ｎｍ以上）は特殊ミラー３０を透過して撮影素子３２で受光され、被検眼Ｅの角膜厚測定及び角膜内皮細胞の撮影時に使用される波長の光は前眼部側から撮影素子３２に入射しないようになっている。

ここで、凸レンズ群２２，２６と絞り２４の位置関係について説明しておく。以下の説明では、凸レンズ２２群の焦点距離をｆ_１とし、凸レンズ群２６の焦点距離をｆ_２とする。本実施例では、凸レンズ群２２から絞り２４までの距離はｆ_１に調整され、絞り２４から凸レンズ群２６までの距離はｆ_２に調整されている（すなわち、凸レンズ群２２から凸レンズ群２６までの距離はｆ_１＋ｆ_２に調整されている）。このため、凸レンズ群２２に入射する光（角膜Ｃの表面Ｔ、角膜内皮面Ｎ及び角膜内皮細胞で反射された光）のうち凸レンズ群２２に垂直に入射した光だけが、絞り２４を通過して凸レンズ群２６に導かれることとなる。また、凸レンズ群２６に導かれた光は、凸レンズ群２６によって平行光束となって撮影素子３２に導かれることとなる。したがって、凸レンズ群２２に対して被検眼Ｅを正確なピント位置に調整できなくても（正確に合焦検出しなくても）、撮影素子３２によって観察される角膜表面と角膜内皮面との間隔は同一となり、また、凸レンズ群２６に対して撮影素子３２を正確なピント位置に調整できなくても撮影素子３２で観察される角膜表面と角膜内皮面との間隔は変化しないことになる。

このことを図２を参照して説明する。図２において被検眼Ｅの凸レンズ群２２に対する正確なピント位置をＰ_０とし、撮影素子３２の凸レンズ群２６に対する正確なピント位置をＰ_０’とする。また、光軸ａは角膜表面Ｔによって反射された反射光の光軸とし、光軸ｂは角膜内皮面Ｎによって反射された反射光の光軸とする。
本実施例では絞り２４が凸レンズ群２２から凸レンズ群２２の焦点距離ｆ_１だけ離れた位置に配置される。このため、角膜表面Ｔで反射された反射光は、凸レンズ群２２に垂直に入射する光成分（図中ａで示す光）だけが絞り２４を通過して撮影素子３２に導かれる。また、角膜内皮面Ｎで反射された反射光は、凸レンズ群２２に垂直に入射する光成分（図中ｂで示す光）だけが撮影素子３２に導かれる。被検眼Ｅがピント位置Ｐ_０から前後の位置Ｐ_１，Ｐ_２にずれても、光成分ａと光成分ｂの間隔は変化することがない。このため、撮影素子３２で観察される反射像（角膜表面Ｔ及び角膜内皮面Ｎによる反射光による反射像）は同一の間隔となる。
また、凸レンズ群２６は絞り２４から凸レンズ群２６の焦点距離ｆ_２だけ離れた位置に配置される。したがって、絞り２４を通過して凸レンズ群２６を透過する光は、平行光束となって撮影素子３２に導かれる。このため、撮影素子３２がピント位置Ｐ_０’から前後の位置Ｐ_１’，Ｐ_２’にずれても、撮影素子３２で観察される反射像の間隔は同一となる。

なお、図３に示すように凸レンズ群２２の前方に絞り５４を配置した場合は、被検眼Ｅがピント位置Ｐ_０に位置するときに撮影素子３２に導かれる反射光成分（図中の実線）と、ピント位置Ｐ_１に位置するときの反射光成分（図中の一点鎖線）と、ピント位置Ｐ_２に位置するときの反射光成分（図中の点線）は、それぞれ異なる光路となる。したがって、撮影素子３２が凸レンズ群２６に対して正確なピント位置にＰ_０’に配置されていても、撮影素子３２で観察される反射像の間隔は異なることとなる。

上述した凸レンズ群２２、絞り２４、凸レンズ群２６、ミラー２８及び特殊ミラー３０によって導かれた反射光は、撮影素子３２の受光面で検知される。撮影素子３２の受光面には、図４に示すように光量減衰部材３４が配されている。光量減衰部材３４は、受光面で受光する光の光量を減衰させるための部材（例えば、ＮＤフィルター）である。

図５には撮影素子３２で撮影される角膜像と光量減衰部材３４の配設位置とを併せて示している。図５から明らかなように光量減衰部材３４は、角膜表面Ｔで反射された反射像Ｔ’を撮影する領域に配され、角膜内皮細胞Ｎで反射された反射像Ｎ’を撮影する領域には配されていない。これは、角膜表面Ｔから反射される反射光の光量が、角膜内皮細胞Ｎから反射される反射光の光量と比較して大きすぎるためである。本実施例では、光量減衰部材３４によって角膜表面Ｔから反射される反射光だけを減衰させ、角膜表面Ｔの反射像Ｔ’と角膜内皮細胞Ｎの反射像ｎ’を同時に撮影している。

撮影素子３２で撮影された画像は演算装置５２に出力される。演算装置５２は、撮影素子３２で撮影された画像から角膜厚さを演算する。すなわち、撮影された画像内における角膜表面Ｔの反射像Ｔ’から角膜内皮細胞Ｎの反射像Ｎ’までの距離に基づいて角膜厚さを演算する（図５参照）。角膜厚さを演算する方法には、公知の種々の方法を用いることができ、特に本発明を特徴付けるものではないため、その詳細な説明については省略する。

演算装置５２で演算された角膜厚さは表示装置５４に出力され、表示装置５４の画面上に表示される。また、表示装置５４には、撮影素子３２で撮影された画像も併せて表示されるようになっている。表示装置５４に表示される角膜厚さの測定結果及び撮影された画像は、図示省略した印刷装置によってプリントされるようになっている。

なお、本実施例の眼科装置には、上述した照明光学系１０や撮影光学系２０の他、被検眼Ｅの前眼部を観察するための前眼部観察光学系４９（図１ではハーフミラー４６と前眼部観察レンズ５０のみを図示）と、被検眼Ｅと装置光学系の位置調整を行うためのアライメント光学系４０（光源４２，ピンホール板４３，レンズ群４８，ミラー４４）が設けられている。前眼部観察光学系４９やアライメント光学系４０については、従来公知の装置と同様に構成することができ、特に本発明を特徴付けるものでもないため、ここではその詳細な説明を省略する。

以上説明したように、本実施例の眼科装置によると、凸レンズ群２２に対して被検眼Ｅを正確なピント位置に調整できなくても、撮影素子３２で観測される角膜Ｃの反射像の大きさは変化しない。したがって、被検眼Ｅを凸レンズ群２２に対して正確なピント位置に調整できなくても、角膜厚さを正確に測定することができる。
また、本実施例の眼科装置では、撮影素子３２の受光面に光量減衰部材３４を配することで、角膜表面Ｔの反射像と角膜内皮細胞Ｎの反射像を同時に撮影することができる。これによって、角膜内皮細胞Ｎを観察するための画像から角膜厚さの測定を行うことができ、眼科装置の撮影光学系２０を簡易に構成することができる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上述した実施例では撮影素子の受光面に光量減衰部材を配するようにしたが、本発明はこのような例に限られない。例えば、図６に示すように、レンズ群２６と撮影素子３２の間にレンズ群Ａをさらに配置し、レンズ群２６とレンズ群Ａとの間のＰ点（具体的には、撮影素子の受光面と共役関係となる位置）に光量減衰部材を配設することもできる。
また、本実施例では、絞り２４から凸レンズ群２６までの距離を凸レンズ群２６の焦点距離ｆ_２と同一距離とした。しかしながら、絞り２４から凸レンズ群２６までの距離は適宜変更することができる。
また、絞り２４から凸レンズ群２６までの距離を焦点距離ｆ_２と同一距離とした場合は、凸レンズ群２６を透過した光が平行光となるため、撮影素子を光路に沿って前後に移動させてピント調整しても、撮影素子の受光面の同一位置で角膜表面及び角膜内皮細胞を撮影することができる。したがって、撮影素子を光路に沿って前後に移動可能な構成とし、必要に応じて撮影素子を移動させ、正確なピント調整を行うようにしてもよい。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

本発明の実施例に係る眼科装置の構成を示す図である。本実施例の眼科装置の撮影光学系の作用を説明するための図である。絞りを被検眼側の凸レンズ群の前方に配置したときの撮影光学系の作用を説明するための図である。ＣＣＤ素子の受光面に設けられた光量減衰部材の例を示す図である。図４に示すＣＣＤ素子で撮影された角膜像を模式的に示す図である。光量減衰部材の配設位置を変更した眼科装置の要部を示す図である。

符号の説明

１０・・照明光学系
１２・・照明用光源
１４・・コンデンサーレンズ
１６・・スリット
１８・・投光レンズ
２０・・撮影光学系
２２・・凸レンズ群
２４・・スリット
２６・・凸レンズ群
２８・・ミラー
３０・・光路切り換えミラー
３２・・ＣＣＤカメラ
４０・・アライメント光学系
４２・・アライメント用光源
４４・・ミラー
４６・・ミラー
４８・・レンズ群
５０・・凸レンズ
５２・・演算装置
５４・・表示装置
Ｅ・・・眼
Ｔ・・・角膜外皮
Ｎ・・・角膜内皮

Claims

光源からの光をスリット光として、被検眼の角膜に向けて斜めから照明する照明光学系と、
前記被検眼の角膜表面及び角膜内皮面で反射された反射光による反射像を撮影する撮影光学系と、
撮影光学系で撮影される反射像から角膜厚さを演算する手段と、を備え、
前記撮影光学系は、前記照明光学系に対し略鏡面反射関係となるように配置された２つの凸レンズと、それら２つの凸レンズ間に配置された絞りと、２つの凸レンズ及び絞りを透過した反射光を撮影する撮影手段とを有し、
被検眼側の凸レンズから絞りまでの距離が被検眼側の凸レンズの焦点距離と略同一となるように調整されていることを特徴とする眼科装置。
前記絞りから撮影手段側の凸レンズまでの距離が撮影手段側の凸レンズの焦点距離と略同一となるように調整されていることを特徴する請求項１に記載の眼科装置。
前記撮影光学系は、角膜表面から反射される反射光の光量を減衰させる光量減衰手段をさらに有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の眼科装置。